Практическая работа "Современные системы водоочистки"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

«Армавирский механико-технологический техникум»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №15

Тема: «Расчёт ультрафильтрационных установок»

по «МДК 02.02. Реализация технологических процессов эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»

для специальности

08.02.07. Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции

Составитель:  Казетов С.Н.

преподаватель спец.дисциплин ГБПОУ КК АМТТ

2020

Практическое занятие №15

Тема: «Расчёт ультрафильтрационных установок»

Цель: Изучить правила расчета ультрафильтрационных установок для очистки сточных вод промышленных предприятий

Время выполнения: 2 часа

Порядок выполнения работы:

1)Внимательно изучить теоретический материал;

2)Решить задачи предложенные в работе;

3)Сделать отчет о проделанной работе

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

Глубокая очистка производственных сточных вод

 Производственные стоки могут быть использованы после их очистки для технологического водоснабжения, орошения или сброшены в поверхностные источники. В этом случае необходима глубокая очистка (доочистка)  производственных сточных вод. Ее целями являются:

а)  уменьшения в сточных водах количества взвеси, удаление запаха, цветности, некоторых токсичных компонентов;

б)  снижение ХПК, БПКполн, содержание ПАВ, биогенных элементов;

в)  обеззараживание сточных вод;

г)  насыщение сточных вод кислородом для выпуска их в водоемы.

 В результате глубокой очистки достигается возможность:

1)  повторного использования очищенных производственных сточных вод для орошения, не питьевых коммунальных целей, в технических целях на промпредприятиях;

2)  полной очистки сточных вод для сброса в поверхностные источники различных видов.

 Глубокая очистка производственных стоков требует значительных материальных затрат.

Расчёт ультрафильтрационных установок

Мембранное разделение является одной из разновидностей обратного осмоса. При мембранном разделении чистая вода проходит через мембрану, а загрязнения ее задерживаются. Мембранное разделение осуществляется либо под избыточным давлением, либо под воздействием электрического поля.

Мембранное разделение под давлением по размеру пор мембраны подразделяются на:

а)  микрофильтрацию ( размер пор 10^-8 - 10^-6 м);

б)  ультрафильтрацию (10^-9 - 10^-8 м);

в)  нанофильтрацию (10^-10 - 10^-9 м);

г)  обратный осмос (менее 10^-10 м).

 Таким образом мембранная очистка воды является одной из разновидностей нанотехнологий, поскольку она осуществляется с помощью систем имеющих соответствующие размеры.

 Задержание разделительными мембранами загрязнений происходит главным образом за счёт того, что размеры задержанных частиц превышают размер пор мембраны.

 Разделительные мембраны изготовляются обычно из синтетических материалов, хотя известны мембраны керамические. Мембраны изготавливаются в виде плоских листов или полых цилиндров, которые затем собираются в модули. Модули могут соединяются последовательно для увеличения эффективности очистки или параллельно для повышения производительности. Таким образом, мембранные разделители выпускаются различными фирмами в заводских условиях.

 В процессе работы мембранных разделителей образуется фильтрат ( очищенная вода) и пермиат ( раствор сильно загрязнённый удаляемым веществом).  Пермиат после завершения  цикла работы мембранного разделителя должен быть утилизирован.

В мембранных разделителях из воды удаляются взвешенные вещества, фенол, жиры, нефтепродукты, ионы тяжелых металлов, нитраты, нитриты, радиоактивные вещества.

 Применяются мембранные разделители для очистки хозяйственно-бытовых стоков: на их основе создан мембранный биореактор (МБР), в котором обрабатываются сточные воды методом биохимического окисления.

 Технология МБР  используются также для очистки производственных стоков нефтеперерабатывающих заводов.

В КГАСУ  ведутся исследования процессов глубокой очистки производственных стоков от нефтепродуктов. Разработана установка для очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов, схема которой представлена на рисунке 3. В состав этой установки входят ёмкости 1 и 2 для воды поступающей на очистку, насосы, мембранный разделитель 4, трубопроводы, запорно-регулирующая арматура и система контрольно-измерительных приборов.

 Рисунок 3 -  Схема установки глубокой очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов с использованием мембранных разделителей.

 Под избыточным давлением вода по трубопроводу 5 поступает в ёмкость 1. После её наполнения вода насосом 3 по трубопроводу 6 подается в разделитель 4. Мембраны в нём пропускают воду, но задерживать нефтепродукты. Очищенная вода под большим давлением отводится по трубопроводу 7. Концентрат под остаточным давлением по трубопроводу 8 поступает ёмкость 1. После того, как вода в емкости 1 очищена, остатки концентрата по трубопроводу 9 отводятся из ёмкости 1. Пока ведется очистка воды из ёмкости 1, наполняется емкость 2.  После откачки концентрата из ёмкости 1 вода из емкости 2 насосом 3 подается на очистку в мембранный разделитель 4. С этого же момента начинают заполняться емкость 1.На мембранных разделителях, использованных в КГАСУ, концентрация нефтепродуктов с 5 мг/л  снизилась до 0,9-1,3 мг/л.

 В настоящее время выпускается много типов различных мембранных разделителей. Выбираются разделители пригодные для удаления данного типа загрязнений.

Число разделителей N_м.р, шт, определяется по формуле

                                                (7)

где     Q_м.р. -  производительность мембранного разделителя по фильтрату, л/с;

Q_р -  расчетный расход сточных вод, л/с.

Задача №1

Рассчитать адсорбционный фильтр для очистки производственных стоков от нефтепродуктов. Расход сточных вод составляет 60 м³/сут, а время работы фильтра - 10 ч/сут.  Концентрация нефтепродуктов в воде, поступающей на очистку не должна превышать 3 мг/л, а их содержание в очищенной воде составляет 0,5 мг/л.

Преподаватель                        Казетов С.Н.